اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات282
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها3,262
تعداد مقالات36,058
تعداد مشاهده مقاله55,186,647
تعداد دریافت فایل اصل مقاله94,185,362
موسوی, سیده زهرا, رشیدیان, زهرا, زراعت پیشه, یاسمن, جوادمنش, علی. (1401). داکینگ مولکولی پپتید باکتریوسین انتروسین P با آنتی‌ژن سطحی باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان در گاوشیری. سامانه مدیریت نشریات علمی, 35(4), 114-122. doi: 10.22092/vj.2022.357689.1943
سیده زهرا موسوی; زهرا رشیدیان; یاسمن زراعت پیشه; علی جوادمنش. "داکینگ مولکولی پپتید باکتریوسین انتروسین P با آنتی‌ژن سطحی باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان در گاوشیری". سامانه مدیریت نشریات علمی, 35, 4, 1401, 114-122. doi: 10.22092/vj.2022.357689.1943
موسوی, سیده زهرا, رشیدیان, زهرا, زراعت پیشه, یاسمن, جوادمنش, علی. (1401). 'داکینگ مولکولی پپتید باکتریوسین انتروسین P با آنتی‌ژن سطحی باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان در گاوشیری', سامانه مدیریت نشریات علمی, 35(4), pp. 114-122. doi: 10.22092/vj.2022.357689.1943
موسوی, سیده زهرا, رشیدیان, زهرا, زراعت پیشه, یاسمن, جوادمنش, علی. داکینگ مولکولی پپتید باکتریوسین انتروسین P با آنتی‌ژن سطحی باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان در گاوشیری. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1401; 35(4): 114-122. doi: 10.22092/vj.2022.357689.1943

داکینگ مولکولی پپتید باکتریوسین انتروسین P با آنتی‌ژن سطحی باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان در گاوشیری

تحقیقات دامپزشکی و فرآورده‌های بیولوژیک
مقاله 39، دوره 35، شماره 4، دی 1401، صفحه 114-122    اصل مقاله (1.33 M)
نوع مقاله: مقاله کامل
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/vj.2022.357689.1943
نویسندگان
سیده زهرا موسوی؛ زهرا رشیدیان؛ یاسمن زراعت پیشه؛ علی جوادمنش
گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
استفاده بیش‌ازحد از آنتی‌بیوتیک‌ها برای درمان بیماری‌هایی مانند ورم پستان گاوهای شیری ناشی از اشرشیاکلای، منجر به ظهور باکتری‌های مقاوم شده است که تهدیدی برای سلامت عمومی قلمداد می‌شود. امروزه پپتیدهای ضدمیکروبی نظیر باکتریوسین‌ها به‌عنوان عوامل بالقوه ضدمیکروبی توجه بیشتری به خود جلب کرده‌اند؛ بنابراین بررسی پایداری و فعالیت ضدباکتریایی آن‌ها در شرایط بدن حیوان بسیار حائز اهمیت می‌باشد. لذا، باهدف بررسی پایداری حرارتی پپتید انتروسین P ن (P (EntP، ابتدا ساختار سوم EntP با استفاده از سرور I-TASSER پیش‌بینی شد. سپس، پایداری این ساختار در شرایط دینامیکی مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور شبیه‌سازی با کمک نرم‌افزار GROMACS در مدت ‌زمان‌ ns 400 برای دمای طبیعی بدن گاوشیری (K°312) صورت گرفت. درنهایت منحنی RMSD مربوط به این پپتید در مقایسه با زمان، در طول خط سیر شبیه‌سازی رسم گردید. به‌منظور بررسی برهم‌کنش پپتید با پروتئین لیپوپلی‌ساکارید سطحی D (LptD از باکتری اشرشیاکلای مولد ورم پستان از سرور آنلاین ClusPro استفاده شد. در بخش آزمایشگاهی نیز حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) براساس روش میکروبراث بر روی اشریشیاکلای برآورد گردید. براساس نتایج گزارش‌شده توسط سرور I-TASSER، بهترین ساختار پیش‌بینی‌شده‌ی پپتید EntP با ضریب اطمینان (C-score) برابر با 4/1 انتخاب شد. مقادیر گزارش‌شده توسط پلات‌های ERRAT و Verify3D نشان داد که ساختار سوم پیش‌بینی‌شده برای پپتید EntP رضایت‌بخش است. گراف RMSD مربوط به بررسی پایداری حرارتی EntP در دمای بدن گاو نشان داد که ساختار پپتید EntP پس از مدت ns 400 دارای خط سیر شبیه‌سازی پایدار است. نتایج مربوط به داکینگ مولکولی نیز نشان داد این پپتید به آنتی‌ژن LptD در موقعیت مناسب متصل می‌شود. میزان حداقل غلظت بازدارندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) به ترتیب 25/48 و5/96 (μg/ml) برای باکتری اشرشیاکلای برآورد شدند. امید است در آینده بتوان از این پپتید به‌عنوان ترکیبی جایگزین آنتی‌بیوتیک یا در کنار آن به‌منظور درمان بیماری‌های دامی با منشا اشرشیاکلای استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
انتروسین؛ پپتید؛ بیوانفورماتیک؛ ورم پستان؛ داکینگ مولکولی
عنوان مقاله [English]
Molecular docking of bacteriocin enterocin P peptide with mastitis-causing E. coli antigen in cattle
نویسندگان [English]
Zahra Mousavi؛ Zahra Rashidian؛ Yasaman Zeraatpisheh؛ A. Javadmanesh
Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]
Excessive use of antibiotics to treat diseases such as mastitis in dairy cows caused by Escherichia coli has led to the emergence of antibiotic-resistant bacteria, which is considered a threat to public health. Nowadays, antimicrobial peptides such as bacteriocins have attracted more attention as potential antimicrobial agents. Therefore, the study of their stability and antibacterial activity in physiological conditions is very important. In order to investigate the thermal stability of Enterocin P peptide (EntP), the third structure of EntP was first predicted using the I-TASSER server. Then, the stability of this structure was evaluated by dynamic conditions for this purpose, the simulation was performed using GROMACS software in 400 ns at cow body temperature (312 °K). Finally, the root-mean-square deviation (RMSD) graph of this peptide was plotted against time along the simulation trajectory. ClusPro online server was used to study the interaction of peptide with LptD surface protein from Escherichia coli bacterium causing mastitis. In the in vitro phase of this study, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum dissociation concentration (MBC) of EntP peptide were estimated based on the microbroth method on Escherichia coli. The results showed that the best predicted structure of EntP peptide by I-TASSER server had a C-score of 1.4 which was selected. The values reported by the ERRAT and Verify3D plots indicated that the tertiary structure predicted for the EntP peptide was satisfactory. The RMSD graph related to the thermal stability of EntP at bovine body temperature showed that the structure of EntP peptide is stable after 400 ns of the simulation trajectory. The results of molecular docking also showed that this peptide was correctly attached to the LptD antigen. After measuring the MIC, the bacteria were cultured and the MBC was obtained, which were estimated at 48.25 and 96.5 μg/ml, respectively. This peptide could be used as an alternative to antibiotics or in combination with them for the treatment of infections with the origin of Escherichia coli.
کلیدواژه‌ها [English]
EntP, Peptide, Bioinformatics, Mastitis, Molecular docking
مراجع

1- Abbaszadegan, A., A. Gholami, Y. Ghahramani, R. Ghareghan, M. Ghareghan, A. Kazemi, A. Iraji and Y. Ghasemi. 2016. Antimicrobial and cytotoxic activity of Cuminum cyminum as an intracanal medicament compared to chlorhexidine gel. Iranian Endodontic Journal 11: 44.
2- Aghamohammadi, M., D. Haine, D. F. Kelton, H. W. Barkema, H. Hogeveen, G. P. Keefe and S. Dufour. 2018. Herd-level mastitis-associated costs on Canadian dairy farms. Frontiers in Veterinary Science 5: 100.
3- Anfinsen, C. B. 1973. Principles that govern the folding of protein chains. Science 181: 223-230.
4- Beg, M., S. C. Thakur and L. S. Meena. 2018. Structural prediction and mutational analysis of Rv3906c gene of Mycobacterium tuberculosis H37Rv to determine its essentiality in survival. Advances in Bioinformatics 2018.
5- Berman, H. M., J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T. N. Bhat, H. Weissig, I. N. Shindyalov and P. E. Bourne. 2000. The protein data bank. Nucleic Acids Research 28: 235-242.
6- Bowie, J. U., R. Luthy and D. Eisenberg. 1991. A method to identify protein sequences that fold into a known three-dimensional structure. Science 253: 164-170.
7- Burvenich, C., V. Van Merris, J. Mehrzad, A. Diez-Fraile and L. Duchateau. 2003. Severity of E. coli mastitis is mainly determined by cow factors. Veterinary research 34: 521-564.
8- Carugo, O. and S. Pongor. 2001. A normalized root‐mean‐spuare distance for comparing protein three‐dimensional structures. Protein Science 10: 1470-1473.
9- Chan, D. I., E. J. Prenner and H. J. Vogel. 2006. Tryptophan-and arginine-rich antimicrobial peptides: structures and mechanisms of action. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes 1758: 1184-1202.
10- Consortium, U. 2015. UniProt: a hub for protein information. Nucleic Acids Res 43: D204-D212.
11- D'Este, F., M. Benincasa, G. Cannone, M. Furlan, M. Scarsini, D. Volpatti, R. Gennaro, A. Tossi, B. Skerlavaj and M. Scocchi. 2016. Antimicrobial and host cell-directed activities of Gly/Ser-rich peptides from salmonid cathelicidins. Fish & Shellfish Immunology 59: 456-468.
12- Deng, H., Y. Jia and Y. Zhang. 2018. Protein structure prediction. International Journal of Modern Physics B 32: 1840009.
13- Güler, L., Ü. Ok, K. Gündüz, Y. Gülcü and H. Hadimli. 2005. Antimicrobial susceptibility and coagulase gene typing of Staphylococcus aureus isolated from bovine clinical mastitis cases in Turkey. Journal of Dairy Science 88: 3149-3154.
14- Huan, Y., Q. Kong, H. Mou and H. Yi. 2020. Antimicrobial peptides: classification, design, application and research progress in multiple fields. Frontiers in Microbiology 11: 2559.
15- Javadmanesh, A., E. Mohammadi, Z. Mousavi, M. Azghandi and A. Tanhaiean. 2021. Antibacterial effects assessment on some livestock pathogens, thermal stability and proposing a probable reason for different levels of activity of thanatin. Scientific Reports 11: 1-10.
16- Karplus, M. and J. A. McCammon. 2002. Molecular dynamics simulations of biomolecules. Nature structural biology 9: 646-652.
17- Kwon, Y., H. Kim, Y. Kim, Y. Kang, I. Lee, B. Jin, Y. Han, H. Cheon, N. Ha and S. Seo. 2008. Comparative analysis of two attacin genes from Hyphantria cunea. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology 151: 213-220.
18- Le, T. N., T. H. Do, T. N. Nguyen, N. T. Tran, S. O. Enfors and H. Truong. 2014. Expression and simple purification strategy for the generation of anti-microbial active Enterocin P from Enterococcus faecium expressed in Escherichia coli ER2566. Iranian Journal of Biotechnology 12: 17-25.
19- Lee, J. H., K. S. Cho, J. Lee, J. Yoo, J. Lee and J. Chung. 2001. Diptericin-like protein: an immune response gene regulated by the anti-bacterial gene induction pathway in Drosophila. Gene 271: 233-238.
20- Lointier, M., C. Aisenbrey, A. Marquette, J. H. Tan, A. Kichler and B. Bechinger. 2020. Membrane pore-formation correlates with the hydrophilic angle of histidine-rich amphipathic peptides with multiple biological activities. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes 1862: 183212.
21- Maupetit, J., P. Derreumaux and P. Tufféry. 2010. A fast method for large‐scale De Novo peptide and miniprotein structure prediction. Journal of computational chemistry 31: 726-738.
22- Mohammadi, E. and A. Javadmanesh. 2019. Investigation of thermal-vulnerability of thanatin: an in silico study.  The 3rd International Congress on Biomedicine.
23- Moura, E. C., T. Baeta, A. Romanelli, C. Laguri, A. M. Martorana, E. Erba, J.-P. Simorre, P. Sperandeo and A. Polissi. 2020. Thanatin impairs lipopolysaccharide transport complex assembly by targeting LptC–LptA interaction and decreasing LptA stability. Frontiers in Microbiology 11: 909.
24- Mousavi, S., S. Kazemi, M. Mahroughi and A. Tanhaeian. 2021. Evaluation of antibacterial activity and toxicity of enterocin P peptide and two essential oils against animal pathogens. Veterinary Researches and Biological Products 34: 48-54.
25- Mousavi, S., and A. Javadmanesh. 2022. Molecular docking of Enterocin-P peptide with DNA: an in silico study. Proceedings of the First International Conference and the 10th National Bioinformatics Conference of Iran. Abstract 313.
26- Mousavi, S., M. Tahmoorespoor, M. Sekhavati and A. Javadmanesh. 2018. Evaluation of antibacterial properties of camel lactoferrampin-lactoferricin recombinant peptide on the growth rate of Staphylococcus aureus bacteria causes of mastitis in Holstein dairy cows. Journal of Veterinary Microbiology 37: 37-47.
27- Mousavi, S., Tanhaeian, A., and A. Javadmanesh. 2022. Evaluation of in vitro antifungal properties of Thanatin peptide and Chinaberry extract on fungal pathogen of bovine mastitis. Veterinary Researches and Biological Products 134: 215-221.
28- Nemaysh, V. and P. M. Luthra. 2017. Computational analysis revealing that K634 and T681 mutations modulate the 3D-structure of PDGFR-β and lead to sunitinib resistance. RSC Advances 7: 37612-37626.
29- Pagadala, N. S., K. Syed and J. Tuszynski. 2017. Software for molecular docking: a review. Biophysical Reviews 9: 91-102.
30- Roshanak, S., F. Shahidi, F. T. Yazdi, A. Javadmanesh and J. Movaffagh. 2020. Evaluation of antimicrobial activity of Buforin I and Nisin and the synergistic effect of their combination as a novel antimicrobial preservative. Journal of Food Protection 83: 2018-2025.
31- Roshanak, S., F. Shahidi, F. T. Yazdi, A. Javadmanesh and J. Movaffagh. 2021. Buforin I an alternative to conventional antibiotics: Evaluation of the antimicrobial properties, stability, and safety. Microbial Pathogenesis 161(Pt B): 105301.
32- Shahidi, F., S. Roshanak, A. Javadmanesh, F. T. Yazdi, Z. Pirkhezranian and M. Azghandi. 2020. Evaluation of antimicrobial properties of bovine lactoferrin against foodborne pathogenic microorganisms in planktonic and biofilm forms (in vitro). Journal of Consumer Protection and Food Safety 15: 277-283.
33- Tanhaeian, A., M. Azghandi, Z. Mousavi and A. Javadmanesh. 2020. Expression of thanatin in HEK293 cells and investigation of its antibacterial effects on some human pathogens. Protein and Peptide Letters 27: 41-47.
34- Wang, J., S. Chou, L. Xu, X. Zhu, N. Dong, A. Shan and Z. Chen. 2015. High specific selectivity and membrane-active mechanism of the synthetic centrosymmetric α-helical peptides with Gly-Gly pairs. Scientific Reports 5: 1-19.
35- Yang, J., R. Yan, A. Roy, D. Xu, J. Poisson and Y. Zhang. 2015. The I-TASSER Suite: protein structure and function prediction. Nature Methods 12: 7-8.

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,211
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 729


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب